Общие замечания. В процессе торможения ДПТ НВ возникает переходной режим работы (переходной процесс), в результате которого двигатель переходит от одного установившегося

Процесс торможения двигателя постоянного тока с независимым возбуждением характеризуется полной остановкой двигателя либо уменьшением угловой скорости.

В процессе торможения ДПТ НВ возникает переходной режим работы (переходной процесс), в результате которого двигатель переходит от одного установившегося режима работы (установившийся движение с постоянной статической угловой скоростью, определяемой моментом нагрузки) к другому (неподвижное состояние). Переходной процесс торможения в общем случае представляет собой сложное явление.

Если переходные процессы в электроприводе рассматриваются без учета электромагнитной инерционности, то такие процессы называют механические переходные процессы. Характер переходного процесса также зависит от вида механических характеристик электропривода.

Рассмотрение переходных процессов при наличии только одной механической инерционности и при условии линейно меняющегося в зависимости от скорости динамического момента относится к простейшему случаю. Однако данные условия часто выполняются. Это справедливо для двигателей и механизмов с линейными механическими характеристиками.

Механические переходные процессы с линейной механической характеристикой (что имеет место в двигателе постоянного тока с независимым возбуждением) (при J = Const и M_C = Const) описываются системой уравнений:

 

(1)

 

где М – момент, развиваемый двигателем, Н×м;

М_С – момент нагрузки, приведенный к валу двигателя, Н×м;

J – динамический момент инерции привода, приведенный к валу двигателя, кг×м²;

b - модуль жесткости статической механической характеристики двигателя, Н×м с;

w - угловая скорость двигателя, рад./с;

w₀ - угловая скорость идеального холостого хода двигателя, рад./с;

k×Ф – коэффициент ЭДС и момента (электромагнитного); при номинальном и неизменном потоке возбуждения (k×Ф_НОМ = С_НОМ)

 

В системе уравнений (1) первое уравнение – это дифференциальное уравнение движения одномассовой расчетной схемы электромеханической системы; второе уравнение – уравнение статической механической характеристики привода (двигателя); третье уравнение – уравнение связи между током якоря ДПТ НВ и моментом электромагнитным, развиваемым двигателем; четвертое выражение – значение момента нагрузки, приведенное к валу (скорости) двигателя.

 

Решение системы (1) дает искомые зависимости w = f(t), I_Я = f(t) и M = f(t):

(2)

 

(3)

 

(4)

 

где w_УСТ, I_УСТ, М_УСТ – установившиеся значения угловой скорости, тока якоря и момента двигателя (при t = ¥);

w_НАЧ, I_НАЧ, М_НАЧ – начальные значения угловой скорости, тока якоря и момента двигателя (при t = 0);

T_М – электромеханическая постоянная времени привода (двигателя).

 

Электромеханическая постоянная времени T_М определяется по выражению:

(5)

 

Модуль жесткости статической механической характеристики для ДПТ НВ определяется выражением:

, (6)

 

где R_ЯS - суммарное сопротивление якорной цепи ДПТ НВ с учетом добавочных сопротивлений.

 

Значения (модули и знаки) w_УСТ, I_УСТ, М_УСТ и w_НАЧ, I_НАЧ, М_НАЧ удобно определять по статическим механическим и электромеханическим характеристикам. Например, при динамическом торможении ДПТ НВ (см. рисунок 13):

 

; ;

 

.

 

 

; ; .

 

При торможении противовключением ДПТ НВ (см. рисунок 14):

 

; ;

 

.

 

 

; ; .

 

1- естественная механическая характеристика

2,3 –характеристики динамического торможения (R_ДТ1 > R_ДТ2)

 

Рисунок 13 – Определение начальных и установившихся координат

для режима динамического торможения

 

 

1- естественная механическая характеристика

2,3 –характеристики торможения противовключением (R_ПВ1 > R_ПВ2)

 

Рисунок 14 – Определение начальных и установившихся

координат для режима торможения противовключением